吴小莉专访中国探月工程总设计师孙家栋
娥终奔月
中国人终于要“奔月”了。在“嫦娥一号”升空前,我有幸采访了中国探月工程总设计师孙家栋,走进孙院士的办公室,简单、干净,铁柜上清楚写着“清桌锁柜,注意保密”。的确,在这儿进行的一切,都可称为机密。
整齐的办公桌上摆放了一个“球仪”,我本来没搭眼,以为就是普通地球仪,殊不知孙院士笑着说:“这是月球仪!是用外国探测资料绘出的!”他充满期待地说:“等我们探月成功了,就可以绘一个中国版的月球仪!”“这次探月,嫦娥一号也将绕行到月球背面探密。”
地球自转一圈,我们称之“日”,月球绕行地球公转一圈人类称之为“月”,约28天。而月球自转和公转的时间一致,也就是说月球自转一昼夜是地球上的一个月。难怪古人要说“天上一日地上一月”了。
探月,让中国人对月球有了更多的遐想。
莉:吴小莉
栋:孙家栋
有时背着我们飞行
2004年1月,探月工程正式立项。由此,中国人对深空探测有了触手可及的期待。目前“嫦娥一号”卫星、火箭已经到达西昌火箭发射中心,卫星燃料已经加注完成,卫星跟火箭也已对接完毕。
莉:嫦娥一号现在预计要在月球的轨道绕行大概一年?
栋:现在设计的初步设想是一年。
莉:為什么是一年,是我們能力所限呢?还是因为一年差不多可以得到所需要的数据?
栋:首先是要滿足科學家的需要,因為我們這顆衛星圍繞着月球飛的時候,當太陽光比較直射它的時候,能源最高,大概能有三個月左右的時間,用這三個月,就等於對月球表面很多數據,都做了大量的探測,那么下一個三個月呢,太陽光就比較少,為了保證衛星工作,我們把衛星姿態調整過來,變成側飛,一側飛呢,太陽光照帆板的能源就能夠保證,但是有些姿態啊,就不沖着月面了,這三個月基本來講,數據量是不大,再下三個月,又恢復到正飛狀態,這樣的話在一年四季,有兩個周期,就是第一個三個月和第三個三個月,都可以受太陽光最好,從科學家蒐集分析來講,假設有這么兩次完整的蒐集探測月球數據,作為我們第一次探測來說,可以滿足科學家的要求了。所以我们现在定了寿命一年。
莉:我们在载人航天的时候,其实在轨道之上,有些侧面我们是探测不到的,甚至是没有信息的,出现失联的状态,那“嫦娥一号”上去的时候是不是也有这样的情,是绕地球的时候还是飞出去之后?
栋:衛星繞地球是轉的嘛,轉到背面的時候,假設衛星往前飛,中間是有很長一段看不見的,為了解绝這個問題,我們在這個方面搞了國際合作,因為他們在歐洲,衛星繞地球轉的時候他們那邊也看得到,第二呢是我們這個軌道什么時候開始往月球飛的時候,就充分考慮這個問題,凡是衛星有動作的時候,我們一定能看得到它,等看不見的時候這個衛星基本上是沒有動作的。
从外层空间传来之歌
“嫦娥一号”在发射后将通过卫星信号从月球传来歌声,卫星一共搭载了30首歌曲,大家可以通过电视和广播接收到这些歌曲。
莉:当时为什么会想到要在“嫦娥一号”进月球的地方放音乐进去,是不是跟“东方红一号”上天以后有音乐听那样的想法?
栋:我们载人航天,或者过去我们搞的返回式卫星,都会装一些产品吧,比如说信封啊,有纪念意义的产品啊,后期有时候装少数的种子,回来以后什么花也变异啦等等,后来研究来研究去,装东西再拿回来是不可能的,卫星到月球以后它不回来,还是有点信息传回来,那么传信息就是要有个储存设备,经过大家反复讨论,就选了这几首歌曲。
如何软着陆
“嫦娥一号”带有8种探测仪器,包括独创CCD立体相机、伽马X射谱仪、装载微波探测仪等,这些设备在中国都是首次使用,有的是世界首创。有的设备至关重要,万一失效会影响整个探测任务的完成,因此这些设备一般都设立了备份,当主设备失效后,可以自动备份继续工作。“嫦娥一号”的科学目标是获取整个月球表面的立体影像。
莉:系统在各自攻关的过程中,有没有一些特别让你着急的,或者是觉得老攻不下来的一些问题?
栋:也有,比如说我们曾经有一个天线,卫星飞起来以后,要把数据传回地球,这个天线要老对着地面。所以在飞的过程中呢,控制需要调整。但是装到卫星上去以后,就暴露出一个问题。在卫星上还有其它产品,他们互相间对这个电池门也会起干扰。一干扰,它将来对地面整个能源的分布,就多少起了变化。这个问题研究来研究去,因为其它产品在太空的位置已经很固定,假如再调整的话,那整个布局要变化很大,所以最后这个任务只好就压给搞天线的同志。
栋:从卫星系统分析,奔月存在的重要风险之一是环月前卫星9到10次的变轨是否能准时、精确地完成。其中最为关键的有两次变轨,一是在近地点变轨,即进入地月转移轨道,二是近月点变轨,即实现月球捕获,这两次变轨都具有短暂性和唯一性的特点。如果控制不好,就有撞击月球或飞离月球的可能。
莉:“嫦娥一號”我們還是按照我們自己步伐來做,我們現在規劃的是2020年第三期的工程,那我們可能需要到什么時候完成成二期工程?
栋:假設今年底(一期工程)這個任務完成就很好,我們的隊伍要很快地工作下去,現在也正在制定二期的規劃,乃鋪關階段——制定、向中央來報告、說我這個方案怎么搞……按照設想,大概用5至6年時間完成這個任務,大概就在13至14年左右成功發射衛星。
莉:二期就是要落到月球上了?
栋:二期最复杂、最关键的一个问题,就是怎么着陆月球。上次大家都说在地球表面落得很成功啊,我们杨利伟宇航员准确准时着陆啊,但与地球着陆很大分别是,地球有空气,月球没有。
国产水平
日本当地时间2007年9月14日上午10点31分,日本“月亮女神”绕月探测卫星搭乘H2A火箭,从日本南部种子岛航天中心顺利升空。
莉:“嫦娥一號”載重是2350公斤,日本這次發射是3噸,為什么會有這樣的差距,這也是中國特色,並按照我們的需求來做的嗎?
栋:你说日本这个运载能量,都是根据其工程方案来考虑的。根据我们要探测的项目、探测项目用的仪器、使用的功耗,我们卫星做到这样一个水平,就可以满足科学家的需要。好比说,我们当时想的,再增加探测项目,我们卫星会比现时重量还重,那也就需要选更大的火箭;选了更大的火箭也等于说平台要重做,那么情况都不会一样了。所以问题并不在于日本那个卫星3吨,我们2吨多一点,它是根据工程的需要来做的。
莉:日本这次比较特殊,它会在月球上去拍摄月球的照片,这也是他们的创想。你觉得我们跟日本或者是印度在探月计划上面有什么不同?
栋:各国搞这种工程都要根据自己的国情,日本我们应当承认日本的电子原器件、探测仪器的水平确实是比较高,同时它的探月工作很早就起步了,它这个不是第一颗(探月)卫星,它发射过几次(探月)卫星,我们国家实际是这样的情,好比新近有的仪器,我们国家暂时做不出来的话,现在也特别欢迎和国际上的日本啊美国啊俄罗斯啊的广泛的合作,我们跟巴西合作也有不少年了,最近又发射了一颗嘛,这个工作对双方都是有利的,我们的第一颗嫦娥卫星基本上都是国产自立的航天产品,我们在这个五大系统都是要国产的产品,搞起来这样一个项目,证明了中国航天依靠自己的能力,完全有能力达到围绕月球飞行这样一个水平。
此文摘录自凤凰卫视《小莉看世界》孙家栋专访,此专访于今晚9时50分至10时30分播出。
[文/吴小莉 凤凰卫视节目主持人]